Способ регулирования температуры охлаждающей воды Советский патент 1982 года по МПК F28B11/00 

Изобретение относится к судовой энергетике, а именно к способам обеспечения бесперебойной подачи забортной охлаждающей воды к теплообменникам систем энергетической установки судна ледового плавания.

Известен способ регулирования температуры озслаждаюией воды, в соответствии с которым измеряют температуру охлаждающей воды на входе в теплообменник, формируют разность измеренного и заданного значения температур и пропорционально ее значению изменяют подачу охлаждающей воды, прошедшей теплообменник, в ледовый ящик

Известный способ не обеспечивает высокой точности поддержания температуры воды, охлаждающей теплообменник энергетической установки, в условиях маневрирования судна во льдах, когда значительное увеличение поступления льда и снега в ледовый ящик приводит к провалу температуры охлаждакяцей воды и к прорыву масс льда и снега к теплообменнику, что в ряде случаев вызывает забивание его поверхностей и, соответственно, уменьшение или даже прекращение циркуляции воды. В этих ситуациях теплообменник отказывает, что вызывает аварийное состояние энергетической установки.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

Указанная цель достигается аем, что измеряют температуру воды в камере смешения ледового ящика, определяют скорость ее изменения и знак

10 скорости, сравнивают найденное значение скорости с заданным и при прешлшении этого значения заданной величины и положительном знаке скорости уменьшают подачу охлаждающей воды, 5 прошедшей теплообменник, в камеру смешения ледового ящика, а при отрицательном знаке увеличивают.

На чертеже представлена схема устройства для регулирования темпе20ратуры охлаждакж1ей воды.

Система содержит ледовый ящик 1, делящийся на приемную камеру 2, камеру 3 смешения и сепарационную камеру 4, циркуляционный насос 5, тепло25обменник 6, регулирующие заслонки 7 и 8 с сервоприводом, регулятор 9 температуры охлаждающей воды на входе в теплообменник, датчик 10 температуры, сумматоры 11 и 12, блок 13 фор30мирования сигнала по скоростн изменения температуры воды, датчик 14 температуры л камере 3 смешения. Регулятор 9 температуры обрабаты вает сигнал датчика 10 температуры охлаждающей забортной воды перед теплообменником б и подает командны сигналы на сумматоры 11 и 12. На эти же сумматоры подает командные сигналы блок 13 формирования сигнала по скорости изменения температур воды, обработав сигнал датчика 14 температуры воды в камере смешения. Результирующий сигнал сумматора 11 поступает на сервопривод регулирующей заслонки 7, изменяющий сброс во ды за борт, а сигнал сумматора 12 поступает на сервопривод регулирующ заслонки 8, изменяющей подачу воды после теплообменника б в камеру 3 смешения. Вода из-за борта поступае в приемную камеру 2 ледового ящика 1 далее в камеру 3 смешения, где смешивается с подогретой родой посл теплообменника б, и в сепарационную камеру 4, откуда принимается циркуляционным, насосом 5, прокачивается через теплообменник 6 и через регулирующую заслонку 7 частично сливается за бортр а через регулирукиаую заслонку 8 частично поступает в камеру смешения. Способ реализуется следующим образом. При плавании судна в чистой воде с температурой, превышающей значени уставки регулятора 9 температуры, последний, обработав сигнал датчика 10 тз mepaтypы, подает на сервопривод регулирующей заслонки 7 через сумматор 11 управляющий сигнал на полное ее открытие, а через сумматор 12 управляющий сигнал на полное закрытие регулирующей заслонки 8. Блок 13 вырабатывает при этом нулевой сигнал вследствие постоянства значения температуры забортной воды в камере смешения. При этом забортн охлаждающая вода, принимаемая в ледовый ящик 1, проходит приемную камеру 2, камеру 3 смешения, сепарационную камеру 4, принимается цирку .пяционным насосом 5, который прокачивает ее через теплообменник б, и далее через полностью открытую регулирующую заслонку 7, выбрасывае ся за борт. При понижении температуры воды за бортом судна до значения, меньше го величины настройки регулятора 9, последний, получив соответствующий сигнал от датчика 10, вырабатывает и передает через сумматоры 11 и 12 командные сигналы на прикрытие регу лирующей заслонки 7 и приоткрытие регулирующей заслонки В. В этих условиях в ледовый ящик иэ-за борта поступает либо чистая вода, либо во да со льдом и снегом, а по каналу рециркуляции через регулирующую заслонку 8 поступает вода, подогретая в теплообменнике 6. Если скорость изменения количества льда и снега в камере смешения мала, то выходной сигнал блока 13 равен нулю и не влияет на процесс регулирования.При этом положение заслонок 7 и 8 за- висит только от температуры воды, принимаемой иэг-за борта, и содержания льда и снега в ней. При резком изменении содержания льда и снега в забортной воде, поступающей в камеру 3 смешения, температура воды в последней и сигнал датчика 14 начинают заметно измеИяться. В этих условиях абсолютное значение сигнала по скорости изменения темПературы воды в камере смешения, вы- i рабатываемого в блоке 13, может превзойти значение его уставки. При этом на выходе блока, одновременно с изменением температуры воды в камере 3 смешения появятся сигналы на изменение подачи подогретой воды в эту камеру в количестве, позволяющем уменьшить скорость изменения температуры воды в камере до зоны нечувствительности блока 13, причем в случае отрицательного значения скорости измерения температуры воды в камере 3 смешения на сумматор 11 поступит дополнительный сигнал на прикрытие заслонки 7,.а на сумматор 8 дополни тельный сигнал на приоткрытие заслонки 12. В случае положительного значения скорости дополнительные сигналы имеют обратный характер. Оставшийся дисбаланс постепенно отработает регулятор 9 . Таким образом, блок 13 компенсирует резкие колебания изменения льда и снега в принимаемой изза борта воде путем дополнительного изменения подачи подогретой воды одновременно с их возникновением, что позволяет регулятору 9 поддерживать заданное значение температуры без заметных перерегулирований и, главное, без захолаживания воды в ледовом ящике. Использование предлагаемого способа позволяет обеспечить теплообменники энергетических установок судов ледового плавания охлаждающей забортной водой на всех режимах работы судна. Формула изобретения Способ регулирования температуры охлаждающей воды в судовой системе, содержащей теплообменник и ледовый ящик с камерой смешения, путем изменения подачи охлаждающей воды, прошедшей теплообменник, в камеру смешения ледового ящика пропорционально отклонению фактического значения температуры охлаждающей воды на входе в теплообменник от заданного, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют температуру воды в камере смешения ледового ящика, определяют скорость ее изменения и знак скорости, сравнивают найденное значение скорости с заданным и при превышении этого значения заданной величины и положительном знаке скорости уменьшают поачу охлаждающей воды, проспедгоей теплообменник, в камеру смешения ледового ящика, а при отрицательном знаке увеличивгиот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Александр М.А. Пути повышения надежности способом охлаждения паротурбинной установки в условиях ледового плавания. - Судостроение, 1973, 8, с. 28.